解题思路:(1)根据W总=Fs即可求出总功;根据η=
W
有
W
总
即可求出第三次实验中滑轮组的机械效率;
(2)要知道在使用滑轮组时,总要克服额外功,所以有用功总小于总功,所以机械效率总小于1;
因为新装的定滑轮轴处有摩擦,所以不能测出原来滑轮组的机械效率;
(3)由η=
G
物
h
(
G
动
+G
物
)h
可知,只考虑动滑轮的重,没有考虑绳重和摩擦;由η=
W
有
W
总
=
G
物
h
FS
可知,同时考虑到动滑轮重、绳重、摩擦,有用功不变,后者总功增大,所以后者机械效率偏小.
先根据W动=G动h求出克服动滑轮做的功,然后根据W总=W有+W动+W摩擦即可求出克服摩擦做的额外功.
(1)W总3=Fs=0.3N×0.6m=0.18J;
η3=
W有3
W总3×100%=[0.10J/0.18J]×100%=55.6%;
(2)实际中,由于有用功总小于总功,所以机械效率总小于1.
而在第1、2次实验中,由表格中数据由两段绳子承担物重,所以拉力向下,由于测力计外壳本身有重力,所以此时所测拉力偏小,计算出的总功也会偏小,从而造成机械效率偏大甚至大于100%.
因为新装的定滑轮轴处有摩擦,所以不能测出原来滑轮组的机械效率;
(3)由η=
G物h
(G动+G 物)h可知,总功等于提升动滑轮和重物做的功,条件:不考虑绳重和摩擦;
由η=
W 有
W 总=
G物h
FS可知,同时考虑到动滑轮重、绳重、摩擦;
两个公式中,提起物体时有用功相同,根据η=
G物h
(G动+G 物)h计算时总功偏小,机械效率偏大.
克服动滑轮做的功:W动=G动h=0.2N×0.2m=0.04J;
由W总=W有+W动+W摩擦可得,克服摩擦做的功:W摩擦=0.66J-0.6J-0.04J=0.02J.
故答案为:(1)0.18;55.6%;(2)小;因为新装的定滑轮轴处有摩擦,所以不能测出原来滑轮组的机械效率;(3)偏大;0.02.
点评:
本题考点: 滑轮(组)机械效率的测量实验.
考点点评: 此题是测量滑轮组的机械效率.考查了有关总功、机械效率的计算,滑轮组的机械效率跟提起物体的重力、绳重、摩擦、动滑轮重有关,跟物体升高的距离、提起的速度没有关系,计算时要注意条件;滑轮组一定时,增大提升物体的重,有用功在总功中比值增大,机械效率升高.